鲁超：怎样建设“地月经济区”（之一）—

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鲁超：怎样建设“地月经济区”（之一）——立足
- 鲁超科普作家
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2021-03-25 08:10:59 字号：A- A A+ 来源：观察者网

最后更新: 2021-03-25 10:22:22

现在太空飞船里，宇航员的氧气主要来自水的电解，还有一种方法叫做固体燃料氧气发生器（SFOG），也叫“氧气蜡烛”——将氯酸钠（NaClO₃）和铁粉（Fe）混合，点燃后就会产生氧气，反应式如下：

一千克SFOG可以提供一个成年人6.5小时的氧气，显然供给不了长期的殖民生涯。在月球上，水更是一种极度稀缺的资源，直接电解水更是“暴殄天物”。所以，在月球上，不进行“就地资源利用”还真是不靠谱。

宇航员正在检查宇宙飞船上的SFOG组件

月球表面的化学成分主要有：石英（二氧化硅SiO₂）、氧化铝（Al₂O₃）、氧化钙（CaO），氧化铁（Fe₂O₃）、氧化镁（MgO）、二氧化钛（TiO₂）、氧化钠（Na₂O），都是含氧物质。约莫估算一下，月壤里的氧元素约占40-45%。但要把其中的氧元素提炼出来，都不是简单的事情。

美国的拉里·弗里森（Larry Friesen）在《在月球上获取氧气的过程》一文中，提到了7种提取氧气的方法，均需要非常高的能量。

月壤元素分析，氧（Oxygen）占42%

其中最成熟的一种方法是用氢气还原钛铁矿（Fe2TiO5或FeTiO3），反应式如下：

FeTiO₃+H₂ ----> Fe+TiO₂+ H₂O

问题来了，氢气从哪儿来呢？

当然还是电解水了：

2H₂O ----> 2H₂+O₂

刚才不是说水金贵吗？现在就不吝啬了？

看清楚啊，这是个“循环经济”啊！第一步反应已经得到了水，可以重复循环使用，总反应式如下：

2FeTiO₃ ----> 2Fe+2TiO₂+O₂

钛铁矿，月球上铁和钛资源都比较丰富

钛铁矿本身会捕捉到一些太阳风里的质子（氢），它的加工过程还将产生氢这种在月球上宝贵的资源，所以上述制氧过程会净产生一些额外的水或氢，这是利好。

太阳风会给月球带来一些氢资源和氦资源

等到“月球殖民地”初见规模，可以携带一些植物种子过去，在室内培养绿植，增加氧气浓度。

月球园丁，走起~~~

三、能源

从前两点我们能看出，水也好，氧气也好，均需要能量支撑。前期可以携带一些核电池，它们可以永久工作。

“好奇号”火星车上就用到了核电池

NASA的核电池已经非常成熟，在好奇号火星探测器等处已经应用的非常普遍。其中使用的主要是钚238的化合物，如二氧化钚，钚238辐射出的主要是α粒子，用一张纸就能阻挡，因此非常安全。

核电池的核心材料：二氧化钚（PuO₂），因内部放射性衰变而发红光

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标签月球探索
- 责任编辑: 徐俊
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